【研究分野】自然災害科学・防災学

【研究領域課題番号】17H02063 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山噴出物 / 機械学習 / モニタリング / 火山 / 噴火 / 統計解析 / 岩石・鉱物 / 地質学 / 噴出物 / 噴火推移 / 自然現象観測・予測 / 岩石・鉱物・鉱床学

【研究成果の概要】

本研究では，火山噴出物の化学組成や形状，色調などのデータを大量取得し，その統計解析から，従来，熟達者が行ってきた分類，特徴抽出，異常判定などを誰でも可能にすることを目指した．特に，多変量解析では，火山岩の成因に基づく分類，噴出物の形態や色に基づく噴火様式判別を実現した．一方，従来の岩石学的分析手法は時間と労力を要し，統計学的に十分なデータ獲得が難しかった．本課題では，既存の手法に併せて，分光測色法を導入し，迅速かつ連続的な物質データの取得を実現した．さらに，地球物理観測データとの多変量時系列相関解析を行い，桜島火山でのマグマ供給系と表面現象・噴出物の間に時間差を伴う相関関係を見出した．

【研究の社会的意義】

従来の火山監視手法は，地震，地盤変動，ガス放出量などの観測が主で，噴出物は，たまたま試料が入手できた場合に分析する程度であった．本研究では，火山灰試料を連続採取し，その測色分析により迅速に時系列連続データを得ることを実現し，多くの火山で火山灰測色値が噴火様式や活動度の違いに対応することを示した．
一方，測色連続データを，地震，地盤変動データなどと合わせて時系列相関解析を行い，マグマの地下上昇に伴い，各データ間に特徴的な「時間差」を見出した．これらは，噴火発生に至る様々な地下での素過程発生の「時間差」を示しており，将来，これらを正確に理解し検出できれば，噴火推移の予測につながるものと考えられる．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)

【研究分野】固体地球惑星物理学

【研究領域課題番号】20740251 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山現象 / 圧力波形 / 固体地球物理学 / 自然現象観測・予測 / 複合材料・物性 / 火山 / 気泡 / 音波 / 噴火 / 空振

【研究成果の概要】

非ニュートン性流体中の連続的な気泡の上昇・破裂に伴う音波を調べる室内実験を行い,音波発生の時間間隔,波形,前兆信号,それらを支配する記憶効果やフィードバック機構を明らかにした.また,浅間火山に空振観測システムを設置し,研究機関中である2009年2月に発生した噴火,及び,その後の火口活動をとらえた.独自の計測方法や解析方法を試み,微弱な空気振動から火口活動の発生を検知できるようになった.

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】固体地球惑星物理学

【研究領域課題番号】15403007 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

火山 / 地熱 / 地球電磁気 / 自然現象観測・予測 / 空中磁気 / セシウム磁力計 / 空中磁気測量 / ホワイトアイランド / 火山性磁場変化 / プロトン磁力計 / 自然電位

【研究成果の概要】

平成15年度には,ニュージーランド国ホワイトアイランドに4名が渡航して、2地点にプロトン磁力計を設置して地上連続磁場観測を可能とした。また、自然電位分布観測を行った。16年度には5名が渡航して、連続磁場データの回収、地上繰り返し磁場観測を行うとともに、対地高度50mと100mの空中磁気測量を実施した。平成17年度には7名が渡航して地上および空中での繰り返し磁気測量を実施した。ホワイト島の火山活動は静穏で顕著な磁場変化は検出されなかった。しかし、この研究を通して空中磁気測量に関する観測技術的問題はほぼ解決された。即ち、飛翔体の位置決定は、高精度のGPS受信機を地上とバードに設置して、ディファレンシャル解析することで1m以下の誤差で求められること、機体へりの磁化の影響を避けるには40m離す必要があり、バード吊り下げ方式が優れること、安定な飛行を得るためのバードの形や円筒翼が決定できたこと、高精度のセシウム磁力計が大学で所有できたこと、パソコン画面に即時的にGPS位置を表示して航路誘導に用いるシステムが開発できた。この研究を契機として阿蘇、九重、桜島、磐梯、浅間の火山において飛行実験を積み重ねることが出来、空中磁気測量が大学の研究者によっても比較的簡単に実施可能であることを示せたことも成果の一つである。とりわけ、この研究の大きな目標であった空中磁気測量で火山性磁場変化を捉える課題は、九重火山における1996年と2004年の空中磁気測量データの解析から地上観測と整合的な50nTの火山性磁場変化を検出する成果を得たことで達成できたものと考えている。これらの研究成果は平成18年1月に筑波において開催されたISAG2006空中物理探査国際シンポジウムの研究会で発表を行った。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】12,900千円 (直接経費: 12,900千円)